Файл: Семенов Н.А. Техническая электродинамика учеб. пособие для электротехн. ин-тов связи.pdf

—отраженную от нерегулярности волну того же типа, что и падающая; ее величину характеризуем коэффициентом отражения от рассматриваемого элемента;

—прошедшую волну, амплитуда и фаза которой изменены не­ регулярностью по сравнению с амплитудой и фазой падающей; ве­

личину прошедшей волны характеризуем коэффициентом прохож­ дения; в ряде случаев эту волну удобно рассматривать как сумму волн: исходной, не взаимодействовавшей с нерегулярностью, и вто­ ричной, созданной токами в нерегулярности;

— волны других типов, возникающие в многомодовых волново­ дах в результате частичного преобразования падающей волны; они распространяются по волноводу в обе стороны от нерегулярности; их величины характеризуются коэффициентами преобразования;

— ближнее реактивное электромагнитное поле около нерегуляр­ ности создается за счет яераепространяющихся волн высших по­ рядков, для которых данный волновод является запредельным; для них характерно экспоненциальное уменьшение электромагнитного поля при удалении от нерегулярности, причем коэффициент ослаб­

ними больше, чем протяженность реактивных полей. В противном случае, между нерегулярностями возникают взаимные связи через поля высших порядков.

Одномодовую направляющую систему часто представляют в ви­

вуют тепловым потерям, потерям на преобразование в волны дру­ гих типов и передаче энергии в другие линии. Реактивные* сопро­ тивления представляют электрические и магнитные ближние 'поля нерегулярности. Критерием эквивалентности является равенство коэффициентов отражения и прохождения волн в эквивалентной схеме и реальном тракте. Обычно эквивалентность сохраняется лишь в определенном частотном диапазоне.

13.2. Метод возмущений

Некоторые элементы представляют собой помещенные в волновод или линию удлиненные пластинки и стержни из диэлектрика или магаитодиэлектрика с малым относительным поперечным сечением. Они не создают заметных отражений, а лишь незначительно изме­ няю/г (возмущают) поле в волноводе. Приближенный метод опре­ деления коэффициента распространения, волны в волноводе с та­ ким элементом называют методом возмущений.

К первому .интегралу применим известное тождество (4.12), с уче­ том того, что для операций в поперечной плоскости d/dz = Q: divх (АX В) = V j . (Ах В) = В • rot_L А—А• rotхВ. Затем заменим объ­ емный интеграл от дивергенции на интеграл по поверхности Sy, охватывающей объем V:

-f[diVx(EXH„) + diVx(E0 XH)]dV =

V

= Jl(EXHe ) + (E„XH)]dS,

где векторы неизменны по оси г, так как дивергенция определялась только в поперечной плоскости. Считаем стенки волновода идеально

13.3. Элементы коаксиальной линии

СОЕДИНЕНИЯ

По коаксиальной линии в обычном режиме распространяется толь­ ко волна ТЕМ. При соединении двух линий непрерывность тока и напряжения обеспечивается равенством их характеристических со­ противлений. Если длина волны K>50b (Ь — радиус внешнего про­ водника) или геометрические размеры соединяемых линий практи­ чески одинаковы, коэффициент отражения от соединения рассчи­ тывается по ф-ле (8.54), где 2=Zc2/Zc i.

ными размерами проводников (рис. 13.1). Ступеньки на проводни­ ках приводят к местному сужению, где создается дополнительное электрическое поле. Это поле реактивно, так как не связано с пе­ реносом энергии. На эквивалентной схеме оно представлено шун­ тирующей емкостью, величина которой рассчитывается по эмпири­ ческим формулам [23].

В переходах, где волновые сопротивления обеих линий равны

Рис 13.2

ное электрическое поле; участок А с размерами Ъ2 и сії и повышен­ ным характеристическим сопротивлением Zc= УLi/Ci эквивален­ тен включению дополнительной индуктивности, так как здесь обра­ зуется местное реактивное магнитное поле. При равенстве энергий электрического и магнитного полей в месте перехода возникает ре328